KR20160092853A - Apparatus and Method for Checking Error Optical Transceiver using DQPSK - Google Patents

Apparatus and Method for Checking Error Optical Transceiver using DQPSK Download PDF

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KR20160092853A
KR20160092853A KR1020150013766A KR20150013766A KR20160092853A KR 20160092853 A KR20160092853 A KR 20160092853A KR 1020150013766 A KR1020150013766 A KR 1020150013766A KR 20150013766 A KR20150013766 A KR 20150013766A KR 20160092853 A KR20160092853 A KR 20160092853A
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장순혁
정환석
이종현
김광준
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한국전자통신연구원
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Abstract

The present invention relates to an optical transceiving device using modulation and demodulation of a differential quadrature phase shift keying method. The optical transceiving device comprises: a transmitting unit configured to generate PRBS signals in a multiplexer; and a receiving unit configured to check patterns of the PRBS signals, generated in the multiplexer, in a demultiplexer. If a signal channel of one of the PRBS signals is bit-inverted in the multiplexer, it is checked whether the PRBS signals have an error in accordance with whether a state of a signal channel of one of signals received from the demultiplexer is toggled.

Description

차동 사분위상 천이 방식의 변복조를 이용하는 광 송수신 장치 및 그 장치에서의 오류 확인 방법{Apparatus and Method for Checking Error Optical Transceiver using DQPSK}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical transmission / reception apparatus using a modulation / demodulation scheme of a differential quadrature phase shift scheme,

본 발명은 광 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 100 Gbps의 전송 속도를 1개의 파장 채널을 이용하여 장거리 전송할 수 있는 차동 사분위상 천이 방식의 변조 방식을 사용하는 광 송수신기에서의 오류 확인 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication system, and more particularly, to an error checking apparatus and method in an optical transceiver using a modulation scheme of a differential quadrature phase shift scheme capable of transmitting a transmission speed of 100 Gbps over a long distance using one wavelength channel will be.

장거리 광전송망에서 100 Gbps 신호를 전송하기 위하여 DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식에 대한 연구가 이루어져 왔다. 이 변조 방식에서는 2개의 QPSK 신호를 각각 서로 직교하는 두 편광에 인가함으로써, 1개의 심볼 당 4 비트(bit)를 전송할 수 있는 방식이다.A DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) modulation scheme has been studied to transmit 100 Gbps signals over long distance optical transmission networks. In this modulation scheme, two QPSK signals are applied to two mutually orthogonal polarized lights, so that 4 bits per symbol can be transmitted.

이러한 DP-QPSK 신호를 수신하는 방식으로는 코히어런트 수신기와 디지털 신호 처리 기술을 이용하는 코히어런트 수신 방식이 있다. The DP-QPSK signal is received by a coherent receiver and a coherent receiving method using a digital signal processing technique.

디지털 신호 처리를 이용하여 색 분산과 편광 모드 분산 등의 보상이 가능하다. 한편, 편광 분리기(polarization demultiplexer)를 이용하여 2개의 편광을 분리하고, 차동 지연 간섭계(differential delayed line interferometer, DLI)를 이용하여 복조하여 수신하는 직접 수신 방식이 있다. Digital signal processing can be used to compensate for chromatic dispersion and polarization mode dispersion. Meanwhile, there is a direct receiving method in which two polarized lights are separated using a polarization demultiplexer and demodulated and received using a differential delayed line interferometer (DLI).

이 방식은 코히어런트 수신 방식에 비하여 전력 소모가 현저히 작은 장점이 있어 상대적으로 전송 거리가 짧은 메트로 전송망에 적합할 것으로 기대된다. 이와 같은 방식을 코히어런트 수신 DP-QPSK 방식과 구분하여, DP-DQPSK(Dual Polarization-Differential Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식이라고 한다.This method is expected to be suitable for a metro transport network with a relatively short transmission distance because of its advantage in that it consumes less power than a coherent receiving method. This method is called DP-DQPSK (Dual Polarization-Differential Quadrature Phase Shift Keying) modulation method by distinguishing it from the coherent reception DP-QPSK method.

종래의 DP-DQPSK 변조 방식의 광송수신기에서는 변조기에 인가되는 4개의 28 Gbps 신호가 수신기에서 다시 4개의 28 Gbps 신호로 수신되어야 한다. 그러나, 통합형 DQPSK 수신기에 사용되는 차동 지연 간섭계의 특성으로 인해 수신된 4개의 28 Gbps 신호 중 2개가 같은 신호가 수신될 수 있다. 또한, 수신되는 신호가 bit invert된 상태로 수신될 수 있다. In a conventional DP-DQPSK modulated optical transceiver, four 28-Gbps signals applied to the modulator must be received again at four 28-Gbps signals at the receiver. However, due to the characteristics of the differential delay interferometer used in the integrated DQPSK receiver, two of the four received 28 Gbps signals can receive the same signal. Also, the received signal can be received in a bit invert state.

즉, 종래 기술에서는 DP-DQPSK 광 수신기에서 차동 지연 간섭계의 특성으로 인해 수신된 4개의 28 Gbps 신호 중 2개가 같은 신호가 수신되거나, 수신되는 신호가 bit invert된 상태로 수신될 수 있는 신호 수신의 오동작이 발생된다는 문제점이 있다.
That is, in the prior art, two of the four 28-Gbps signals received due to the characteristics of the differential delay interferometer in the DP-DQPSK optical receiver have the same signal, or the signal reception in which the received signal can be received in a bit invert state There is a problem that a malfunction occurs.

본 발명은 신호 수신의 오동작을 방지하고 4개의 28 Gbps 신호가 그대로 수신기에서 수신 및 복구될 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
The present invention provides an apparatus and method that prevents erroneous signal reception and allows four 28 Gbps signals to be received and recovered at the receiver as is.

본 발명은 차동 사분위상 천이 방식의 변복조를 이용하는 광 송수신 장치로, 다중화기에서 PRBS 신호를 생성하는 송신부와, 역다중화기에서 상기 다중화기에서 생성한 PRBS 신호의 패턴을 확인하는 수신부를 포함하되, 상기 다중화기에서 PRBS 신호 중 1개의 신호 채널을 비트 인버트(bit invert)하면 상기 역다중화기에서 수신된 신호 중 1개의 신호 채널의 상태가 토글되는지의 여부에 따라 오류 여부를 확인한다.
The present invention relates to an optical transceiver using a modulation / demodulation scheme of a differential quadrature phase shift scheme, the apparatus comprising: a transmitter for generating a PRBS signal in a multiplexer; and a receiver for checking a pattern of a PRBS signal generated in the demultiplexer in a demultiplexer, When bit invert of one of the PRBS signals in the multiplexer is performed, it is checked whether an error has occurred according to whether or not the state of one of the signals received by the demultiplexer is toggled.

본 발명에서는 다중화기(Multiplexer)와 역다중화기(demultiplexer)에 오류 검출을 위한 기능을 내장하도록 구현하여, 송신 신호와 수신 신호가 1:1로 대응되도록 설정하고, 이에 따라 차동 지연 간섭계(DLI)를 제어하는 방법을 제시하여, 추가적인 장치가 필요없이 효과적으로 수신기의 오동작을 해결한다..
In the present invention, a function for error detection is built in a multiplexer and a demultiplexer, and the transmission signal and the reception signal are set so as to correspond to each other at a ratio of 1: 1, and a differential delay interferometer (DLI) It provides a way to control, and effectively solves receiver malfunctions without the need for additional devices.

도 1은 일반적인 DP-DQPSK 변조 방식의 광 송수신기의 구성도이다.
도 2는 DP-DQPSK 변조 방식의 광 송수신기에 사용되는 변조기의 구조도이다.
도 3은 통합형 DQPSK 수신기의 구조도이다.
도 4는 DLI 위상차에 따른 출력의 변화를 도시한 도면이다.
도 5는 DQPSK 수신기의 출력 신호를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송수신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광송수신기에서의 오류 확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 송수신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광송수신기에서의 오류 확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a configuration diagram of a general DP-DQPSK modulation type optical transceiver.
2 is a structural diagram of a modulator used in a DP-DQPSK modulation type optical transceiver.
3 is a structural diagram of an integrated DQPSK receiver.
4 is a diagram showing a change in output according to the DLI phase difference.
5 is a diagram showing an output signal of the DQPSK receiver.
6A and 6B are views showing the structure of an optical transceiver according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an error checking method in an optical transceiver according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are views showing the structure of an optical transceiver according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an error checking method in an optical transceiver according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
The terms used throughout the specification are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention and can be sufficiently modified according to the intentions and customs of the user or the operator. It should be based on the contents of.

도 1은 DP-DQPSK 변조 방식의 광송수신기의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an optical transceiver of the DP-DQPSK modulation method.

도 1을 참조하며, 송신단으로 10:4 다중화기(Multiplexer)(11)는 외부의 10개의 11.2 Gbps 신호와 접속되며, 10개의 11.2 Gbps의 신호를 4개의 28 Gbps 신호로 다중화(multiplexing)한다. 다중화된 4개의 28 Gbps 신호는 변조기 드라이버(modulator driver)(12)에서 각각 증폭되어 광 변조기(optical modulator)(14)로 연결된다. 레이저 다이오드(laser diode : LD)(13)의 출력은 광 변조기(14)에서 변조된다. 여기서 사용되는 광 변조기(14)는 1개의 심볼에 4 비트(bit)를 송신할 수 있는 DP-QPSK 신호를 생성하는 변조기일 수 있다.Referring to FIG. 1, a 10: 4 multiplexer 11 as a transmitting terminal is connected to ten external 11.2 Gbps signals, and multiplexes 10 11.2 Gbps signals into four 28 Gbps signals. The multiplexed four 28 Gbps signals are respectively amplified by a modulator driver 12 and connected to an optical modulator 14. [ The output of a laser diode (LD) 13 is modulated in the optical modulator 14. [ The optical modulator 14 used here may be a modulator that generates a DP-QPSK signal capable of transmitting 4 bits to one symbol.

수신단으로 편광 분리기(polarization demultiplexer)(21)를 이용하여 2개의 편광 신호를 각각 분리하여 각 편광 별로 QPSK 신호를 얻는다. 두 개의 56 Gbps QPSK 신호는 각각의 통합형 DQPSK 수신기(integrated DQPSK receiver)들(22-1, 22-2)에서 복조되어 전기신호로 변환된다. 수신된 4개의 28 Gbps 신호는 4:10 역다중화기(demultiplexer)(23)로 접속되며, 4:10 역다중화기(demultiplexer)(23)에서 10x11.2 Gbps의 신호로 역다중화(demultiplexing)된다. 4:10 역다중화기(demultiplexer)(23)에서 출력되는 10x11.2 Gbps의 신호는 외부로 접속된다.And a polarization demultiplexer 21 is used as a receiving end to separate the two polarized signals to obtain a QPSK signal for each polarized light. Two 56 Gbps QPSK signals are demodulated and converted into electrical signals in respective integrated DQPSK receivers (22-1, 22-2). The four received 28 Gbps signals are connected to a 4:10 demultiplexer 23 and are demultiplexed into a 10 x 11.2 Gbps signal at a 4:10 demultiplexer 23. A 10x11.2 Gbps signal output from the 4:10 demultiplexer 23 is externally connected.

이와 같이 DP-DQPSK 광 송수신기에서는 송신단의 변조기(14)에 인가되는 4개의 28 Gbps 신호가 수신단에서 다시 4개의 28 Gbps 신호로 수신되어야 한다. 그러나, 통합형 DQPSK 수신기(22-1, 22-2)에 사용되는 차동 지연 간섭계의 특성으로 인해 수신된 4개의 28 Gbps 신호 중 2개가 동일한 신호가 수신될 수 있다. 또는, 수신되는 신호가 bit invert된 상태로 수신될 수 있다. In this way, in the DP-DQPSK optical transceiver, four 28 Gbps signals applied to the modulator 14 of the transmitter must be received again at four 28 Gbps signals at the receiver. However, due to the characteristics of the differential delay interferometer used in the integrated DQPSK receivers 22-1 and 22-2, two of the four received 28 Gbps signals can receive the same signal. Alternatively, the received signal may be received in a bit invert state.

도 2는 DP-DQPSK 변조 방식의 광 송수신기에 사용되는 변조기의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a modulator used in an optical transceiver of a DP-DQPSK modulation scheme.

도 2를 참조하면, 광 변조기의 구조는 x-편광과 y-편광의 두 편광에 대하여 각각 in-phase data(I_x, I_y)와 quadrature data(Q_x, Q_y)를 인가할 수 있는 4개의 마하젠더 변조기(Mach-Zehnder modulator(MZM))(210)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the structure of the optical modulator includes four Mach-Zehnder modulators (Q-x and Q-y) capable of applying in-phase data (I_x and I_y) and quadrature data (Q_x and Q_y) for two polarizations of x- And a modulator (Mach-Zehnder modulator (MZM)) 210.

MZM의 바이어스 동작점을 조절하기 위하여 각각 Bias_I_x, Bias_Q_x, Bias_I_y, Bias_Q_y의 바이어스 전압이 요구된다. 두 개의 MZM에서 변조된 신호가 합쳐질 때, I-신호와 Q-신호가 90o의 위상 차를 가져야 하므로, 이를 조절하기 위하여 Bias_90_x, Bias_90_y의 전압의 인가가 요구된다. Bias_I_x, Bias_Q_x, Bias_I_y, and Bias_Q_y bias voltages are required to control the bias operating point of MZM. When the modulated signals from two MZMs are combined, the I- and Q- signals must have a phase difference of 90 ° , and therefore the application of the voltages of Bias_90_x and Bias_90_y is required in order to control them.

90o polarization rotator에서 한쪽의 편광을 90o 회전하여, 서로 직교인 두 편광 상태가 되도록 한다. x-편광에 대하여 2개의 MZM에 인가되는 I-신호와 Q-신호가 90o 의 위상 차를 가지도록 함으로써 QPSK 신호가 만들어진다. y-편광에 대해서도 마찬가지의 방식으로 QPSK 신호가 생성된다. 그 후, 두 편광 신호를 수직으로 합쳐지도록 하여 DP-QPSK 신호가 생성된다.In a 90 ° polarization rotator, one of the polarizations is rotated by 90 ° so that the two polarizations are orthogonal to each other. I- signal and Q- signal applied to the two MZM with respect to the x- polarized light is made by a QPSK signal to have a phase difference of 90 o. A QPSK signal is also generated for the y-polarized light in the same manner. Thereafter, the DP-QPSK signal is generated by vertically combining the two polarized signals.

각 MZM에 인가되는 I_x, Q_x, I_y, Q_y 신호는 각각 이진 데이터열(binary data sequence)를 가지는 ~28Gbps의 전기 신호이다. 이 4개의 28 Gbps의 전기 신호를 인가하여 출력되는 DP-QPSK 변조 방식의 광 신호는 1개의 파장 채널에 실린 28 Gbaud(GSymbol/s) 신호가 된다.The I_x, Q_x, I_y, and Q_y signals applied to each MZM are ~ 28Gbps electrical signals having binary data sequences. The optical signals of the DP-QPSK modulation method output by applying these four 28 Gbps electric signals are 28 Gbaud (GSymbol / s) signals in one wavelength channel.

그러면, 수신단에서는 도 1에서 설명한 바와 같이 1개의 파장 채널에 실린 신호를 수신하여, 먼저 편광 분리기(polarization demultiplexer)(21)를 이용하여 2개의 편광을 서로 분리하여야 한다. 분리된 두 편광은 각각 QPSK 신호를 가진다. 이를 수신하기 위하여 도 1에서와 같이 2개의 통합형 DQPSK 수신기(integrated DQPSK receiver)(22-1, 22-2)를 사용하여 각각의 편광에 해당하는 QPSK 신호를 수신 및 복구하게 된다.Then, the receiver receives a signal on one wavelength channel as described in FIG. 1, and separates the two polarized lights using a polarization demultiplexer 21. The two separated polarized lights each have a QPSK signal. 1, two QPSK signals corresponding to the respective polarized lights are received and recovered using two integrated DQPSK receivers (integrated DQPSK receivers) 22-1 and 22-2.

도 3은 통합형 DQPSK 수신기의 구조도이다. 3 is a structural diagram of an integrated DQPSK receiver.

도 3을 참조하면, 수신되는 DQPSK 신호의 복조(demodulation)를 위하여 2개의 차동 지연 간섭계(differential delayed line interferometer, DLI)(310-1, 310-2)를 이용하고 있다. DQPSK 입력은 2개의 DLI(310-1, 310-2)에 각각 입력되며, DLI(310-1, 310-2)의 한쪽 arm에서는 DQPSK 신호의 한 개의 심볼 만큼의 길이가 추가되어 있다. 즉, 한 심볼과 그 다음 심볼이 서로 간섭하여 출력되도록 되어 있다. 그래서, DLI는 ~28 GHz의 FSR(free spectral range)를 가지게 되어 있다. Referring to FIG. 3, two differential delayed interferometers (DLI) 310-1 and 310-2 are used for demodulating a received DQPSK signal. The DQPSK input is input to the two DLIs 310-1 and 310-2, and the length of one symbol of the DQPSK signal is added to one arm of the DLIs 310-1 and 310-2. That is, one symbol and the next symbol interfere with each other to be output. Thus, the DLI has a free spectral range (FSR) of ~ 28 GHz.

DQPSK 입력을 DLI를 통과한 후 DLI의 두 arm의 위상차가 p/4, -p/4가 되는 경우, 출력 신호는 On-off keying 형태의 이진 데이터열(binary data sequence)이 된다. 위상차가 p/4인 경우와 -p/4인 경우 서로 다른 이진 데이터열(binary data sequence)이 되며 이는 도 2에서 인가한 I, Q 신호에 대응된다. If the phase difference between the two arms of the DLI is p / 4, -p / 4 after passing the DQPSK input through the DLI, the output signal becomes an on-off keying binary data sequence. In the case of the phase difference of p / 4 and the case of -p / 4, the binary data sequence is different, which corresponds to the I and Q signals applied in FIG.

수신되는 신호가 송신하는 신호와 동일하게 만들기 위하여 도 2에 신호를 인가하기 전에 DQPSK pre-coding하여 보내도록 하고 있다. DLI를 통과한 신호는 twin PD(320-1, 320-2)와 differential TIA(trans-impedance amplifier)(330-1, 330-2)를 통과하여 전기 신호로 출력된다. 이와 같이 수신기의 출력 신호가 얻고자 하는 이진 데이터열 신호로 복구되도록 하기 위해, DLI의 위상 차를 조절해 주는 것이 필요하다. In order to make the received signal equal to the transmitted signal, DQPSK is pre-coded before being applied to the signal shown in FIG. The signal passed through the DLI passes through the twin PDs 320-1 and 320-2 and the differential TIAs 330-1 and 330-2 and is output as an electric signal. Thus, it is necessary to adjust the phase difference of the DLI so that the output signal of the receiver can be recovered as a binary data sequence signal to be obtained.

도 4의 실선은 위상 차에 따른 DLI의 출력 곡선을 보이고 있다. 이 출력 곡선은 레이저 광원을 입력하였을 때, DLI 출력의 한 쪽 port의 출력이며, 다른 쪽 port의 출력은 180o의 차이를 보이게 된다.The solid line in FIG. 4 shows the output curve of DLI according to the phase difference. This output curve is the output of one port of the DLI output when the laser light source is input, and the output of the other port is 180 ° difference.

다시 도 3을 참조하면, 피크레벨 검출기(PLD : Peak Level Detector)(340-1, 340-2)는 TIA(330-1, 330-2)의 출력단에 위치하여 출력 신호의 피크값을 측정할 수 있도록 하고 있다. DLI(310-1, 310-2)의 위상 차가 최적화된 경우, 출력 신호는 이진 데이터열(binary data sequence)을 가지게 된다. 그러나, DLI(310-1, 310-2)의 위상 차가 최적 지점에서 벗어나는 경우, 출력 신호는 4개의 출력 레벨로 갈라지게 된다. 이를 PLD(340-1, 340-2)에서 측정한 값으로 보면, 최적 지점에서 PLD(340-1, 340-2) 출력이 최소가 되는 것을 알 수 있다.Referring again to FIG. 3, peak level detectors (PLD) 340-1 and 340-2 are located at output ends of the TIAs 330-1 and 330-2 to measure the peak value of the output signal . When the phase differences of the DLIs 310-1 and 310-2 are optimized, the output signal has a binary data sequence. However, when the phase difference of the DLIs 310-1 and 310-2 deviates from the optimum point, the output signal is divided into four output levels. From the values measured by the PLDs 340-1 and 340-2, it can be seen that the outputs of the PLDs 340-1 and 340-2 are minimized at the optimum point.

도 4의 점선과 같이 PLD의 출력이 최소가 되는 점이 생기며 PDL 출력 변화의 주기는 p/2가 된다. DQPSK 신호의 송신부에서의 binary 신호가 각각 I, Q라고 한다면, 도 4에 표시된 바와 같이 위상 차에 따라 서로 다른 sequence가 나타난다. 위상 차가 -p/4인 경우 Q, p/4인 경우 I, 3*p/4인 경우 Qinv, 5*p/4인 경우 Iinv의 이진(binary) 신호를 얻게 된다. 여기서, Iinv , Qinv는 I, Q 신호의 bit invert된 신호를 의미한다.As shown by the dotted line in FIG. 4, the PLD output is minimized, and the period of the PDL output change is p / 2. If the binary signals at the transmitter of the DQPSK signal are I and Q, respectively, different sequences appear depending on the phase difference as shown in FIG. A binary signal of Q, p / 4, Q inv for 3 * p / 4, and I inv for 5 * p / 4 is obtained when the phase difference is -p / 4. Herein, I inv and Q inv represent bit inversed signals of the I and Q signals.

이상에서 설명한 바와 같이 DQPSK 수신기에서 사용되는 DLI는 위상 차가 p/2가 증가할 때마다 서로 다른 이진(binary) 신호가 출력되며, 이는 DLI 자체에서는 구분될 수가 없다. 그래서, 사용하는 2개의 DLI가 서로 다른 I, Q 신호를 출력하고 있는지를 확인하는 것이 필요하다.As described above, the DLI used in the DQPSK receiver outputs different binary signals every time the phase difference increases by p / 2, which can not be distinguished in the DLI itself. Therefore, it is necessary to confirm whether the two DLIs to be used are outputting different I, Q signals.

송신기에서 송신하는 신호를 각각 I, Q라고 할 때, 도 3의 출력 Rx_I, Rx_Q가 가질 수 있는 신호는 도 5에서 보이는 바와 같이 16가지의 서로 다른 상태가 있을 수 있다. 이 중 8 가지는 두 출력이 동시에 같은 신호 I나 Q의 한 가지로 수렴한 상태이므로 이렇게 되어서는 안 된다. 다른 8가지는 I와 Q 또는 그 bit invert 된 상태를 가진다. 수신기의 출력 포트는 뒤바뀐 경우는 문제가 되지 않는다. bit invert된 상태가 수신된 경우, 그 수신된 출력을 bit invert하거나 송신 시에 bit invert하면 간단히 원하는 binary 신호를 얻을 수 있게 된다. Assuming that the signals transmitted from the transmitter are I and Q, respectively, the signals Rx_I and Rx_Q of FIG. 3 may have 16 different states as shown in FIG. Eight of these should not be so because the two outputs converge to one of the same signals I or Q at the same time. The other eight have I and Q or its bit invert status. The output port of the receiver is not a problem if it is reversed. If a bit invert status is received, the received output can be bit invert, or bit invert at the time of transmission to simply obtain the desired binary signal.

이상에서 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명에서는 다중화기(multiplexer) 및 역다중화기(demuliplexer)에 수신된 신호의 상태를 판별하는 기능을 포함한다. 즉, 수신된 신호가 어떤 상태인지를 판별하고, 오류가 있는 경우 이를 수정하기 위한 기능이다. In order to solve the problems described above, the present invention includes a function of determining the state of a received signal in a multiplexer and a demultiplexer. That is, it is a function to discriminate a state of a received signal and to correct it if there is an error.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송수신기의 구조를 도시한 도면이다.6A and 6B are views showing the structure of an optical transceiver according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 다중화기(Multiplexer)(610)는 10x11.2 Gbps의 신호를 4x28 Gbps로 다중화할 뿐만 아니라, PRBS(pseudorandom binary sequence) 생성기(generator)(611), 비트 인버터(bit invert)(612), DQPSK 프리코더(precoder)(613)의 기능을 포함한다. 따라서, 다중화기(610) 자체에서 발생한 PRBS 신호를 전송할 수 있다. Referring to FIG. 6A, a multiplexer 610 multiplexes a 10x11.2 Gbps signal at 4 × 28 Gbps, as well as a pseudorandom binary sequence (PRBS) generator 611, a bit inverter, (612), and a DQPSK precoder (613). Accordingly, the PRBS signal generated in the multiplexer 610 itself can be transmitted.

도 6b를 참조하면, 역다중화기(demultiplexer)(670)는 4x28 Gbps의 신호를 10x11.2 Gbps의 신호를 역다중화할 뿐만, PRBS 에러 확인부(error checker)(671) 기능을 내장하고 있어 송신단에서 보낸 신호의 패턴 확인(pattern check) 및 비트 에러율(bit error rate : BER) 확인이 가능하다. 이로써, 다중화기(610)에서 생성한 4개의 PRBS 신호를 보내고, 역다중화기(670)에서 수신된 신호의 패턴 확인이 가능하다. Referring to FIG. 6B, a demultiplexer 670 demultiplexes a signal of 4 × 28 Gbps to a signal of 10 × 11.2 Gbps and includes a PRBS error checker 671, Pattern check and bit error rate (BER) verification of transmitted signal are possible. Accordingly, it is possible to send the four PRBS signals generated by the multiplexer 610 and to check the pattern of the signals received by the demultiplexer 670.

패턴 확인(Pattern check) 기능은 다중화기(610)에서 송신한 PRBS 신호가 제대로 수신되는 경우, 그에 해당하는 패턴 확인(pattern check) 리지스터(register)가 1로 토글(toggle)된다. 반면, pattern sequence가 맞지 않거나 bit invert된 신호가 들어오면 패턴 체크(pattern check) 리지스터(register)가 0이 된다. When the PRBS signal transmitted from the multiplexer 610 is correctly received, the corresponding pattern check register is toggled to 1 in the pattern check function. On the other hand, if the pattern sequence does not match or a bit invert signal is input, the pattern check register becomes 0.

그러므로, 다중화기(610)에서 4개의 PRBS 신호 중 1개의 신호 채널을 비트 인버트(bit invert)하면 역다중화기(670)에서 수신된 신호도 역시 패턴 확인에서 1개의 신호 채널의 상태가 toggle 되어야 한다. 이러한 방식으로 송신단에서 전송한 신호와 수신단에서 수신된 신호가 1대 1로 대응되는지를 확인할 수 있다.Therefore, when bit invert one of the four PRBS signals in the multiplexer 610, the signal received by the demultiplexer 670 also needs to be toggled in the state of one signal channel in the pattern check. In this way, it is possible to confirm whether the signal transmitted from the transmitting terminal corresponds to the signal received from the receiving terminal on a one-to-one basis.

즉, 다중화기(610)에서 4개의 PRBS 신호 중 1개 채널의 신호를 bit invert했음에도 불구하고, 역다중화기(670)에서 수신된 신호의 패턴 체크(pattern check)에서 2개 채널의 신호의 상태가 토글(toggle)되었다면, 이는 2개의 수신 신호가 I나 Q중 하나의 동일한 신호로 수렴되었음을 의미한다. 이러한 경우, 그에 해당하는 DLI의 위상 차를 증가하여 서로 상이한 신호가 되도록 제어해야 한다. That is, in the pattern check of the signal received by the demultiplexer 670, even though the multiplexer 610 bit invert the signal of one of the four PRBS signals, If toggled, this means that the two received signals have converged to the same signal of either I or Q. In this case, it is necessary to increase the phase difference of the corresponding DLI to control them to be different from each other.

이러한 방식으로, 순차적으로 PRBS 신호를 비트 인버트(bit invert)하면서 수신된 패턴 체크(pattern check) 신호의 상태를 확인하고, 이에 따라 DLI를 조절해서 서로 다른 신호가 수신되도록 하여야 한다. 또, 1대 1로 대응되는 것을 확인한 후에는 그에 맞게 다중화기의 4개의 출력에서 각각 비트 인버트(bit invert) 실행 여부를 설정하여야 한다.In this manner, it is necessary to sequentially check the status of the received pattern check signal while bit invertting the PRBS signal, and to adjust the DLI so that different signals are received. After confirming that one-to-one correspondence is established, it is necessary to set whether to perform bit invert in each of the four outputs of the multiplexer.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광송수신기에서의 오류 확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an error checking method in an optical transceiver according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 먼저 역다중화기에서 4채널 pattern check 확인을 하여 pattern check 리지스터 4채널의 상태를 모두 확인한다(S705). 그런 후, 다중화기에서 PRBS 채널 #1 bit invert를 실행 후(S710), 다시 역다중화기 4채널 pattern check 확인을 한다(S715). 이때, 채널 1개의 상태가 toggle 된 경우 정상적으로 해당 채널이 수신되고 있는 것이므로 다음 단계(S725)로 진행한다. Referring to FIG. 7, first, a 4-channel pattern check check is performed in the demultiplexer to check all four states of the pattern check register (S705). Thereafter, the PRBS channel # 1 bit invert is performed in the multiplexer (S710), and the 4-channel pattern check check of the demultiplexer is again performed (S715). At this time, if the state of the channel 1 is toggled, since the corresponding channel is normally received, the flow advances to the next step S725.

그러나, 채널 2개가 동시에 상태가 toggle 된 경우는 2개의 같은 신호가 수신되고 있는 것이므로 해당되는 DLI의 위상 차를 p/2 증가시켜 서로 다른 신호가 수신되도록 한다(S720). However, when two channels are simultaneously toggled, two identical signals are being received. Accordingly, the phase difference of the corresponding DLI is increased by p / 2 so that different signals are received (S720).

마찬가지로, 다중화기에서 PRBS 채널 #2 bit invert를 실행한 후(S725), 다시 역다중화기에서 4채널 pattern check 확인를 한다(S730). 이 경우 DLI의 위상 차를 p/2 증가시여 서로 다른 신호가 수신되도록 조절한 후이기 때문에, 채널 2개의 상태가 동시에 토글(toggle)되는 경우는 발생하지 않는다. 여기서는 bit invert가 필요한지를 확인한다.Similarly, after the PRBS channel # 2 bit invert is performed in the multiplexer (S725), the 4-channel pattern check is confirmed again in the demultiplexer (S730). In this case, since the phase difference of the DLI is increased by p / 2 and the different signals are adjusted to be received, there is no case where the two channels are toggled at the same time. In this case, check whether bit invert is necessary.

채널 #1과 채널 #2에서와 같은 방식으로 채널 #3과 채널 #4에 대해서도 bit invert를 실행하여 상태를 확인한다(S735~S760). 모든 채널에 대하여 확인 및 DLI의 위상 차 제어가 완료되면, 다중화기에서 PRBS 채널 #1~#4 bit invert on-off 설정한다(S765). 이와 같은 방식으로 송신된 신호가 정확히 수신되도록 설정할 수 있다.Bit invert is also performed for channel # 3 and channel # 4 in the same manner as in channel # 1 and channel # 2 to check the status (S735 to S760). After confirming all the channels and controlling the phase difference of DLI, the multiplexer sets PRBS channels # 1 to # 4 bit invert on-off (S765). In this way, it is possible to set the transmitted signal to be received correctly.

그런데, 도 7에서는 DP-DQPSK 변조 방식의 송수신기에 대한 것으로 2개의 편광을 이용하는 경우에 적용한 예이다. 본 발명은 1개의 편광을 이용한 DQPSK 신호에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.Fig. 7 shows an example applied to a case where two polarized lights are used for a transceiver of a DP-DQPSK modulation scheme. The present invention can be similarly applied to a DQPSK signal using one polarization.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송수신기의 구조를 도시한 도면이다. 여기서는, 1개의 편광을 이용한 DQPSK 신호의 송신부와 수신부를 보이고 있다.8A and 8B are views showing the structure of an optical transceiver according to an embodiment of the present invention. Here, a transmitter and a receiver of a DQPSK signal using one polarization are shown.

도 8a를 참조하면, 송신부에서는 1개의 편광을 이용한 QPSK 신호를 만들기 위하여, 2개의 이진 데이터열 (binary data sequence)을 이용하고 있다. 도 8b를 참조하면, 수신부에서는 DQPSK 수신기를 이용하여 2개의 이진 데이터열 (binary data sequence)을 수신하고 있다. Referring to FIG. 8A, in the transmitter, two binary data sequences are used to generate a QPSK signal using one polarization. Referring to FIG. 8B, the receiver receives two binary data sequences using a DQPSK receiver.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광송수신기에서의 오류 확인 방법을 설명하기 위한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating an error checking method in an optical transceiver according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 먼저 역다중화기에서 2채널 pattern check 확인하여, pattern check 리지스터 2채널의 상태를 모두 확인한다(S910). 다음으로, 다중화기에서 PRBS 채널 #1 bit invert를 실행 후(S920), 다시 역다중화기 2채널 pattern check 확인한다(S930). 이때 채널 1개의 상태가 toggle 된 경우 정상적으로 해당 채널이 수신되고 있는 것이므로 다음 단계(S950)로 진행한다. 그러나, 채널 2개가 동시에 상태가 toggle된 경우는 2개의 같은 신호가 수신되고 있는 것이므로, 해당되는 DLI의 위상 차를 p/2 증가시켜 서로 다른 신호가 수신되도록 한다(S940). Referring to FIG. 9, a 2-channel pattern check is checked in a demultiplexer, and all states of a 2-channel pattern check register are checked (S910). Next, the multiplexer performs PRBS channel # 1 bit invert (S920), and checks the demultiplexer 2 channel pattern check again (S930). At this time, if the state of the channel 1 is toggled, since the corresponding channel is normally being received, the process proceeds to the next step S950. However, when two channels are simultaneously toggled, two identical signals are being received. Therefore, the phase difference of the corresponding DLI is increased by p / 2 so that different signals are received (S940).

마찬가지로, 다중화기에서 PRBS 채널 #2 bit invert 실행 후(S950), 다시 역다중화기에서 2채널 pattern check 확인한다(S960). 이 경우 DLI의 위상 차를 p/2 증가하여 서로 다른 신호가 수신되도록 조절한 후이기 때문에, 채널 2개의 상태가 동시에 toggle되는 경우는 발생하지 않는다. 여기서는 bit invert가 필요한지를 확인한다. 모든 채널에 대하여 확인 및 DLI의 위상 차 제어가 완료되었으므로, 다중화기에서 PRBS 채널 #1~#2 bit invert on-off 설정한다(S970). 이와 같은 방식으로 송신된 신호가 정확히 수신되도록 설정할 수 있다.Similarly, after the PRBS channel # 2 bit invert is performed in the multiplexer (S950), the 2-channel pattern check is confirmed again in the demultiplexer (S960). In this case, since the phase difference of DLI is increased by p / 2 to adjust different signals to be received, there is no case where the two channels are toggled at the same time. In this case, check whether bit invert is necessary. Since confirmation of all the channels and control of the phase difference of DLI are completed, the multiplexers set the PRBS channels # 1 to # 2 bit invert on-off (S970). In this way, it is possible to set the transmitted signal to be received correctly.

Claims (1)

다중화기에서 PRBS 신호를 생성하는 송신부와,
역다중화기에서 상기 다중화기에서 생성한 PRBS 신호의 패턴을 확인하는 수신부를 포함하되,
상기 다중화기에서 PRBS 신호 중 1개의 신호 채널을 비트 인버트(bit invert)하면 상기 역다중화기에서 수신된 신호 중 1개의 신호 채널의 상태가 토글되는지의 여부에 따라 오류 여부를 확인함을 특징으로 하는 차동 사분위상 천이 방식의 변복조를 이용하는 광 송수신 장치.
A transmitter for generating a PRBS signal in the multiplexer,
And a receiver for verifying a pattern of a PRBS signal generated by the demultiplexer in a demultiplexer,
Wherein when the bit invert of one of the PRBS signals in the multiplexer is performed in bit invert, whether or not an error has occurred is determined according to whether or not the state of one of the signals received in the demultiplexer is toggled. An optical transmission / reception apparatus using a quadrature phase shift type modulation / demodulation scheme.
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